Tối ưu hóa hệ thống viễn thông

- NGUYỄN THỊ CẨM VÂN NGUYỄN THỊ CẨM VÂN TỐI ƯU HÓA HỆ THỐNG VIỄN THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KHÓA 2009 NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS.
- TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM I.
- CẤU TRÚC ĐỊA LÝ CỦA MẠNG .
- CẤU TRÚC HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM .
- Trung tâm chuyển mạch di động MSC (Mobile Switching Center .
- Trạm di động MS (Mobile Station .
- Quản lý thuê bao .
- Quản lý thết bị di động .
- Các mã nhận dạng sử dụng trong hệ thống GSM .
- Số thuê bao ISDN của máy di động - MSISDN (Mobile Subscriber ISDN Number .
- Nhận dạng thuê bao di động toàn cầu IMSI (International Mobile Subscriber Identity .
- Nhận dạng thuê bao di động cục bộ - LMSI (Location Mobile subscriber Identity .
- Nhận dạng thuê bao di động tạm thời - TMSI (Temporaly Mobile subscriber Identity .
- Số vãng lai của thuê bao di động - MSRN (Mobile Station Roaming Number iii6.10.
- Nhận dạng thiết bị di động quốc tế - IMEI (International Moble Equipment Identity CHƯƠNG II.
- QUY TRÌNH THỰC HIỆN TỐI ƯU HÓA VÙNG PHỦ SÓNG CỦA MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM I.
- Lưu đồ thực hiện tối ưu hóa .
- Các quá trình thực hiện .
- Giám sát chất lượng phục vụ .
- Đưa ra công việc thực hiện II.
- Nhu cầu về thông tin di động .
- Yêu cầu lưu lượng cho mổi thuê bao .
- Hiệu quả sử dụng trung kế .
- Các mô hình chính lan truyền sóng trong thông tin di động .
- THIẾT KẾ HỆ THỐNG .
- Hệ thống thông tin di động tế bào .
- Cấu trúc hệ thống thoại di động trước đây .
- Thiết kế hệ thống .
- Quy hoạch tần số .
- Tái sử dụng tần số .
- Các mẫu tái sử dụng tần số .
- Thay đổi quy hoạch tần số theo phân bố lưu lượng .
- Thiết kế tần số theo phương pháp MRP (Multiple Reuse Patterns)...61 2.3.
- CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG I.
- KHÁI NIỆM VỀ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ QoS II.
- TỐI ƯU HÓA MẠNG VINAPHONE TẠI TỈNH THÁI BÌNH I.
- CR về quy hoạch tần số IV.
- ĐO SÓNG BẰNG THIẾT BỊ TEMS VÀ KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG CUỘC GỌI .
- Đo chất lượng cuộc gọi .
- Đo và so sánh chất lượng giữa các nhà mạng V.
- CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MẠNG VI.
- KHUYẾN NGHỊ KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC vDANH MỤC TỪ VIẾT TẮT A ACCH Associated Control Channel Kênh điều khiển liên kết AGCH Access Grant Channel Kênh cho phép truy nhập AUC Authentication Center Trung tâm nhận thực AVDR Average Drop Call Rate Tỉ lệ rớt cuộc gọi trung bình B BCCH Broadcast Control Channel Kênh điều khiển quảng bá BCH Broadcast Channel Kênh quảng bá BER Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bít BS Base Station Trạm gốc BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc BSIC Base Station Identity Code Mã nhận dạng trạm gốc BSS Base Station Subsystem Phân hệ trạm gốc BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc C C/A Carrier to Adjacent Tỉ số sóng mang/nhiễu kênh lân cận CCCH Common Control Channel Kênh điều khiển chung CCH Control Channel Kênh điều khiển CCS7 Common Channel Signalling No7 Báo hiệu kênh chung số 7 CCITT International Telegraph and Telephone Consultative Committee Uỷ ban tư vấn quốc tế về điện thoại và điện báo CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã Cell Cellular Ô (tế bào) CI Cell Identity Nhận dạng ô ( xác định vùng LA ) C/I Carrier to Interference Tỉ số sóng mang/nhiễu đồng kênh viC/R Carrier to Reflection Tỉ số sóng mang/sóng phản xạ CSSR Call Successful Rate Tỉ lệ cuộc gọi thành công D DCCH Dedicated Control Channel Kênh điều khiển dành riêng E EIR Equipment Identification Register Bộ ghi nhận dạng thiết bị ETSI European Telecommunications Standard Institute Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu F FDMA Frequency Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo tần số FACCH Fast Associated Control Channel Kênh điều khiển liên kết nhanh FCCH Frequency Correction Channel Kênh hiệu chỉnh tần số G GoS Grade of Service Cấp độ phục vụ GSM Global System for Mobile Communication Thông tin di động toàn cầu H HLR Home Location Register Bộ đăng ký định vị thường trú HON Handover Number Số chuyển giao I IHOSR Incoming HO Successful Rate Tỉ lệ thành công Handover đến IMSI International Mobile Subscriber Identity Số nhận dạng thuê bao di động quốc tế ISDN Integrated Service Digital Network Mạng số đa dịch vụ L viiLA Location Area Vùng định vị LAC Location Area Code Mã vùng định vị LAI Location Area Identifier Số nhận dạng vùng định vị Lm Haft Rate TCH TCH bán tốc M MCC Mobile Country Code Mã quốc gia của mạng di động MNC Mobile Network Code Mã mạng thông tin di động MS Mobile station Trạm di động MSC Mobile Service Switching Center Tổng đài di động MSIN Mobile station Identification Number Số nhận dạng trạm di động MSISDN Mobile station ISDN Number Số ISDN của trạm di động MSRN MS Roaming Number Số vãng lai của thuê bao di động N NMC Network Management Center Trung tâm quản lý mạng NMT Nordic Mobile Telephone Điện thoại di động Bắc Âu O OHOSR Outgoing HO Successful Rate Tỉ lệ thành công Handover ra OSI Open System Interconnection Liên kết hệ thống mở OSS Operation and Support Subsystem Phân hệ khai thác và hỗ trợ OMS Operation & Maintenace Subsystem Phân hệ khai thác và bảo dưỡng.
- P PAGCH Paging and Access Grant Channel Kênh chấp nhận truy cập và nhắn tin PCH Paging Channel Kênh tìm gọi PLMN Public Land Mobile Network Mạng di động mặt đất công cộng PSPDN Packet Switch Public Data Network Mạng số liệu công cộng viiichuyển mạch gói PSTN Public Switched Telephone Network Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng R RACH Random Access Channel Kênh truy cập ngẫu nhiên Rx Receiver Máy thu S SACCH Slow Associated Control Channel Kênh điều khiển liên kết chậm SDCCH Stand Alone Dedicated Control Channel Kênh điều khiển dành riêng đứng một mình (độc lập) SIM Subscriber Identity Modul Mô đun nhận dạng thuê bao SN Subscriber Number Số thuê bao T TACH Traffic and Associated Channel Kênh lưu lượng và liên kết TCBR TCH Blocking Rate Tỉ lệ nghẽn mạch TCH TCDR TCH Drop Rate Tỉ lệ rớt mạch trên TCH TCH Traffic Channel Kênh lưu lượng TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian TRAU Transcoder/Rate Adapter Unit Bộ thích ứng tốc độ và chuyển mã TRX Tranceiver Bộ thu – phát ixDANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Phân cấp cấu trúc địa lý mạng GSM Hình 1.2 Phân vùng và chia ô Hình 1.3 Cấu trúc mạng GSM Hình 1.4 Phân loại kênh logic Hình 2.1 Lưu đồ tối ưu hóa Hình 2.2 Truyền sóng trong trường hợp coi mặt đất là bằng phẳng Hình 2.3 Vật chắn trong tầm nhìn thẳng Hình 2.4 Đặt BTS gần chướng ngại vật để tránh phân tán thời gian Hình 2.5 Phạm vi vùng Elip Hình 2.6 Tỷ số nhiễu đồng kênh C/I Hình 2.7 Cấu trúc hệ thống thông tin di động trước đây Hình 2.8 Hệ thống thông tin di động sử dụng cấu trúc tế bào Hình 2.9 Khái niệm Cell Hình 2.10 Khái niệm về biên giới của một Cell Hình 2.11 Omni (3600) Cell site Hình 2.12 Sector hóa Hình 2.13 Phân chia Cell Hình 2.14 Các Omni (360 0) Cells ban đầu Hình 2.15 Giai đoạn 1 :Sector hóa Hình 2.16 Tách chia 1:3 thêm lần nữa Hình 2.17 Tách chia 1:4 (sau lần đầu chia Hình 2.18 Mảng mẫu gồm 7 cells Hình 2.19 Khoảng cách tái sử dụng tần số Hình 2.20 Sơ đồ tính C/I Hình 2.21 Mẫu tái sử dụng lại tần số Hình 2.22 Mẫu tái sử dụng lại tần số Hình 2.23 Mẫu tái sử dụng tần số Hình 2.24 Thay đổi quy hoạch tần số Hình 2.25 Phủ sóng không liên tục Hình 2.26 Nhảy tần Hình 2.27 Thiết kế tần số với phương pháp MRP Hình 2.28 Anten vô hướng (Omni antenna Hình 2.29 Đã được Sector hóa Hình 2.30 Anten vô hướng có góc nghiêng bằng 0 độ Hình 2.31 Đồ thị quan hệ giữa góc thẳng đứng và suy hao cường độ trường Hình 2.32 Downtilt Hình 2.33 Intra-cell Handover Hình 2.34 Inter-cell Handover Hình 2.35 Intra-MSC Handover Hình 2.36 Inter-MSC Handover Hình 2.37 Giai đoạn Hình 2.38 Quyết định chuyển giao_Handover Decision Hình 2.39 Giai đoạn 1.2 – BSC khai báo thông tin với MSC Hình 2.40 Giai đoạn 2.1- MSC1 yêu cầu MSC2 cấp Handover Number Hình 2.41 Giai đoạn 2.2 - Cấp mã HON và kênh vô tuyến cho MSC Hình 2.42 Giai đoạn 3 - MSC1 chuyển mạch kết nối cho MS trên kênh lưu lượng thiết lập với MSC xHình 2.43 Giai đoạn 4 - Kết nối với BTS cũ được giải phóng Hình 4.1.
- Vị trí các Site ở tỉnh Thái Bình Hình 4.2.
- Thống kê số lượng Site ở tỉnh Thái Bình lúc bắt đầu và khi kết thúc dự án tối ưu hóa mạng Vinaphone ở tỉnh Thái Bình Hình 4.5.
- 106 cell được khuyến cáo và đã thực hiện các thay đổi vật lý ở khu vực nông thông tỉnh Thái Bình Hình 4.6.
- 29 cell được khuyến cáo thực hiện các thay đổi vật lý ở khu vực thành phố tỉnh Thái Bình và 23 cell được thực hiện Hình 4.7.
- So sánh RxLevsub trước và sau quá trình tối ưu DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Dung lượng sử dụng và hiệu quả sử dụng trung kế Bảng 2.2 Phân bố lưu lượng và số kênh Bảng 2.3 Mật độ lưu lượng qua các bước tách cell Bảng 2.4 Quan hệ N & C/I Bảng 2.5 Ẩn định tần số Bảng 2.6 Ấn định tần số Bảng 2.7 Ấn định tần số Bảng 2.8 Quan hệ giưa số cell, hệ số sử dụng lại tần số và độ phân tán Bảng 4.1: Thống kê số lượng Site ở tỉnh Thái Bình lúc bắt đầu và khi kết thúc dự án tối ưu hóa mạng Vinaphone ở tỉnh Thái Bình Bảng 4.2.
- Kết quả phân tích chất lượng cuộc gọi của VNP, Mobifone và Viettel MỞ ĐẦU I.
- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Hiện nay trên thế giới nhu cầu trao đổi, cập nhật thông tin của con người ở mọi nơi mọi lúc ngày càng cao.
- Các hệ thống viễn thông ra đời và phát triển đã trở thành một loại hình dịch vụ, phương tiện thông tin phổ biến, đáp ứng nhu cầu của cuộc sống hiện đại đặc biệt là hệ thống thông tin di động GSM .
- Những năm gần đây, lĩnh vực thông tin di động trong nước đã có những bước phát triển vượt bậc cả về cơ sở hạ tầng lẫn chất lượng phục vụ.
- Các nhà cung cấp dịch vụ di động trong nước hiện đang sử dụng hai công nghệ là GSM (Global System for Mobile Communications - Hệ thống thông tin di động toàn cầu) với chuẩn TDMA (Time Division Multiple Access - đa truy cập phân chia theo thời gian) và công nghệ CDMA (Code Division Multiple Access - đa truy cập phân chia theo mã).
- Các nhà cung cấp dịch vụ di động sử dụng hệ thống thông tin di động toàn cầu GSM là Mobifone, Vinaphone, Viettel, Vietnamobile, Beeline và các nhà cung cấp dịch vụ di động sử dụng công nghệ CDMA là S-Fone, EVN.
- Các nhà cung cấp dịch vụ di động sử dụng công nghệ CDMA mang lại nhiều tiện ích hơn cho khách hàng, và cũng đang dần lớn mạnh.
- Tuy nhiên hiện tại do nhu cầu sử dụng của khách hàng nên thị phần di động trong nước phần lớn vẫn thuộc về các nhà cung cấp dịch vụ di động GSM với số lượng các thuê bao là nhiều hơn.
- Việc tối ưu hóa mạng di động GSM là việc làm rất cần thiết và mang một ý nghĩa thực tế rất cao.
- Do đó tôi chọn đề tài „Tối ưu hóa hệ thống viễn thông“ mà cụ thể là đi sâu vào công cuộc tối ưu hoá mạng thông tin di động GSM.
- LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU Mạng thông tin di động GSM đã có mặt ở Việt Nam từ những năm 90.
- Tuy nhiên phải đến năm 2005 tôi mới có dịp làm quen và sử dụng nó.
- Từ đó đến nay, qua một quá trình sử dụng, tìm hiểu và nghiên cứu lâu dài về ứng dụng của mạng thông tin di động GSM trên thực tế, tôi đã xây dựng đề tài „Tối ưu hóa hệ thống 2viễn thông“ mà cụ thể là đi sâu vào công cuộc tối ưu hoá mạng thông tin di động GSM.
- Mục đích nghiên cứu - Tìm hiểu công nghệ, cấu trúc mạng GSM.
- Nắm bắt và vận dụng lý thuyết tối ưu hóa mạng GSM 2.
- Đối tượng nghiên cứu - Mạng GSM khu vực tỉnh Thái Bình.
- Lý thuyết tổng quan mạng GSM, quy trình thực hiện tối ưu hóa mạng GSM, các chỉ tiêu chất lượng mạng GSM … 3.
- Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan về mạng GSM, trong đó đi sâu về thiết kế hệ thống để tối ưu hóa mạng.
- Từ đó, áp dụng triển khai tối ưu hóa mạng GSM Vinaphone tại địa bàn tỉnh Thái Bình.
- NHỮNG LUẬN ĐIỂM CƠ BẢN VÀ ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI - Đề tài đã trình bày tổng quan về cấu trúc hệ thống viễn thông mà cụ thể là cấu trúc mạng GSM, thiết kế hệ thống nhằm tối ưu mạng, đưa ra các chỉ tiêu đánh giá chất lượng mạng.
- Đồng thời, đề tài đã ứng dụng lý thuyết tối ưu vào thực hiện dự án tối ưu hóa mạng Vinaphone trên địa bàn tỉnh Thái Bình.
- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu lý thuyết về hệ thống viễn thông mà cụ thể là mạng thông tin di động GSM, lịch sử phát triển trên thế giới và ở Việt Nam.
- Nghiên cứu công nghệ và cấu trúc mạng thông tin di động GSM.
- Nghiên cứu lý thuyết, tìm hiểu về các yếu tố làm ảnh hưởng đến chất lượng phủ sóng của mạng, thiết kế hệ thống nhằm tối ưu hóa mạng thông tin di động GSM như quy hoạch Cell, quy hoạch tần số v.v… 3- Vận dụng vào thực tế để tối ưu hóa mạng thông tin di động Vinaphone trên địa bàn tỉnh Thái Bình.
- TỔNG QUAN MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM.
- Sau khi giới thiệu khái quát sự phát triển của hệ thống thông tin di động GSM và xu hướng phát triển, chương này sẽ nghiên cứu về cấu trúc địa lý cũng như cấu trúc hệ thống của mạng.
- QUY TRÌNH THỰC HIỆN TỐI ƯU HÓA MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG GSM Chương này trình bày tổng quan về dung lượng và lưu lượng phục vụ của mạng thông tin di động GSM, các yếu tố ảnh hướng đến việc phủ sóng và cuối cùng tập trung vào việc thiết kế hệ thống nhằm tối ưu hóa mạng GSM.
- CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG Chương III đưa ra các chỉ tiêu chất lượng của hệ thống thông tin di động GSM nhằm đánh giá hiệu quả của quy trình tối ưu hóa mạng.
- TỐI ƯU HÓA MẠNG VINAPHONE TẠI TỈNH THÁI BÌNH Sau khi đánh giá tình trạng các Site trên địa bàn tỉnh Thái Bình, chương này trình bày về việc phân tích và đưa ra các yêu cầu thay đổi cũng như thực hiện các yêu cầu đó nhằm tối ưu mạng.
- Phần cuối là các dữ liệu thống kê đánh giá chất lượng mạng Vinaphone tỉnh Thái Bình sau khi đã tiến hành tối ưu hóa.
- Trần Ngọc Lan đã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành đề tài “Tối ưu hóa hệ thống viễn thông” trong thời gian vừa qua.
- LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MẠNG GSM Thuật ngữ thông tin di động tế bào ra đời vào những năm 70, khi kết hợp được các vùng phủ sóng riêng lẻ thành công, đã giải được bài toán khó về dung lượng.
- Tháng 12 – 1971 đưa ra hệ thống cellular kỹ thuật tương tự, FM, ở dải tần số 850Mhz.
- Dựa trên công nghệ này đến năm 1983, mạng điện thoại di động AMPS (Advance Mobile Phone System) phục vụ thương mại đầu tiên tại Chicago, nước Mỹ.
- Sau đó hàng loạt các chuẩn thông tin di động ra đời như: Nordic Mobile Telephone (NTM), Total Access Communication System (TACS).
- Giai đoạn này gọi là hệ thống di động tương tự thế hệ đầu tiên (1G) với dải tần hẹp, tất cả các hệ thống 1G sử dụng điều chế tần số FM cho đàm thoại, điều chế khoá dịch tần FSK (Frequency Shift Keying) cho tín hiệu và kỹ thuật truy cập được sử dụng là FDMA (Frequency Division Multiple Access).
- Sự phát triển công nghệ thông tin di động thế hệ thứ hai cùng các tiện ích của nó đã làm bùng nổ lượng thuê bao di động trên toàn cầu.
- Giai đoạn này có các hệ thống thông tin di động số như : GSM – 900MHz, DCS – 1800MHz (Digital Cellular Service), PDC – 1900MHz (Personal Digital Cellular), IS – 54 và IS – 95 (Interior Standard).
- Trong đó GSM là tiền thân của hai hệ thống DCS, PDC.
- Các hệ thống sử dụng kỹ thuật TDMA (Time Division Multiple Access), ngoại trừ IS – 95 sử dụng kỹ thuật CDMA (Code Division Multiple Access).
- Thế hệ 2G có khả năng cung cấp dịch vụ đa dạng, các tiện ích hỗ trợ cho công nghệ thông tin, cho phép thuê bao thực hiện quá trình chuyển vùng quốc tế tạo khả năng giữ liên lạc trong một diện rộng khi họ di chuyển từ quốc gia này sang quốc gia khác.
- Thế hệ thứ ba (3G), từ năm 1992 Hội nghị thế giới truyền thông dành một số dải tần cho hệ thống di động 3G: phổ rộng 230MHz trong dải tần 2GHz, trong đó 560MHz được dành cho liên lạc vệ tinh.
- Sau đó Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU) chủ trương một hệ thống di động quốc tế toàn cầu với dự án IMT – 2000 sử dụng trong các dải MHz và MHz.
- Mục tiêu của IMT – 2000 là giúp cho các thuê bao liên lạc với nhau và sử dụng các dịch vụ đa truyền thông trên phạm vi thế giới, với lưu lượng bit đi từ 144Kb/s trong vùng rộng và lên đến 2Mb/s trong vùng địa phương.
- Ở nước ta, mạng thông tin di động đầu tiên ra đời vào năm 1993 với khoảng 5.000 thuê bao.
- Ba nhà cung cấp dịch vụ thông tin di động GSM lớn là: Mobifone (VMS) ra đời năm 1993 – liên doanh giữa công ty bưu chính viễn thông Việt Nam (VNPT) và Công ty Comvik International Việt Nam thuộc tập đoàn Kinnevik (Thụy Điển).
- Năm 2009, Vietnamobile được triển khai bởi công ty Cổ phần Viễn thông Hà Nội cùng đối tác Hutchison Telecom và Beeline ra đời dưới sự hợp tác giữa tổng công ty Viễn thông Di động Toàn cầu và tập đoàn VimpelCom.
- CẤU TRÚC ĐỊA LÝ CỦA MẠNG Mọi mạng điện thoại cần một cấu trúc nhất định để định tuyến các cuộc gọi đến tổng đài cần thiết và cuối cùng đến thuê bao bị gọi.
- Ở một mạng di động, cấu trúc này rất quan trọng do tính lưu thông của các thuê bao trong mạng.
- Trong hệ thống GSM, mạng được phân chia thành các phân vùng sau (hình 1, hình 2):

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt